岩爆风险等级的确定方法、其装置以及电子设备制造方法及图纸

本申请提供了一种岩爆风险等级的确定方法、其装置以及电子设备。该方法包括：首先，获取监测区域内地震事件中地震波的多个特性参数以及地震事件中的断裂半径；之后，根据特性参数和断裂半径，确定的地震事件对应测试点的地震衰减能量；之后，根据地震衰减能量，确定测试点的动态载荷指数；之后，获取测试点的静态载荷指数，并至少根据静态载荷指数和动态载荷指数，确定测试点的动静态载荷评估指数；最后，根据动静态载荷评估指数是否在第一预定范围，确定地震事件的岩爆风险等级。该方法考虑了断裂半径对地震衰减能量的影响，通过动静态载荷评估指数能够更加精准地判断岩爆风险等级，进而解决了现有技术中判断岩爆风险等级的准确性较低的问题。性较低的问题。性较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
岩爆风险等级的确定方法、其装置以及电子设备


[0001]本申请涉及煤炭开采
，具体而言，涉及一种岩爆风险等级的确定方法、岩爆风险等级的确定装置以及电子设备。

技术介绍

[0002]深部地下工程在建设过程中往往会遇到一些明显区别于浅部地下工程的地质灾害，其中之一就是岩爆。它是高地应力地区由于地下工程开挖卸荷引起的围岩弹射性破裂的现象，属于一种动力失稳地质灾害。岩爆不仅损坏工程设备、影响施工进度，而且还严重威胁施工人员的生命安全。因此，通过有效手段对岩爆灾害进行风险评估，为岩爆防治提供可靠参考，对于确保深埋地下工程施工安全显得尤为重要。
[0003]由于岩爆的位置、时间和规模几乎是随机的，这使得对岩爆的预测相对困难。岩爆预测的困难之一是了解挖掘区对采矿引起的应力和地震的反应。煤和岩体破坏是由高动态载荷通过来自震源的地震波引发的，必须同时考虑静态载荷环境和地震引起的动态载荷来预测岩爆。随着数字地震图能力的提高，以及数据处理和解释的改进，地震方法成为评估煤矿静态和动态载荷的主要工具。然而，目前还没有有效的数据分析方法通过考虑静态和动态载荷来评估和预测岩爆相关的风险。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种岩爆风险等级的确定方法、岩爆风险等级的确定装置以及电子设备，以至少解决现有技术中判断岩爆风险等级的准确性较低的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种岩爆风险等级的确定方法，包括：获取监测区域内地震事件中地震波的多个特性参数以及所述地震事件中的断裂半径，所述特性参数用于表征所述地震波的传播特性、所述地震波的衰减特性以及地层机械特性，所述断裂半径为所述地震事件中球形震源引起的圆形的断裂面的半径；根据所述特性参数以及所述断裂半径，确定所述地震事件对应的测试点的地震衰减能量，所述地震衰减能量为所述地震波由震源在岩体中传播至所述测试点时衰减的能量；根据所述地震衰减能量，确定所述测试点的动态载荷指数，所述动态载荷指数用于表征岩体在所述地震事件中的抗震能力；获取所述测试点的静态载荷指数，并至少根据所述静态载荷指数和所述动态载荷指数，确定所述测试点的动静态载荷评估指数，所述静态载荷指数用于表征岩体在所述地震事件中的稳定性；根据所述动静态载荷评估指数是否在第一预定范围内，确定所述地震事件的所述岩爆风险等级。
[0006]可选地，所述地震波的多个特性参数包括：横波能量、横波速度、纵波能量、纵波速度、所述地震波的频率、纵波的质量因子以及横波的质量因子，根据所述特性参数以及所述断裂半径，确定所述地震事件对应的测试点的地震衰减能量，包括：计算所述测试点与所述震源的距离，得到震源距离；确定所述断裂半径是否大于所述震源距离；在所述断裂半径大于所述震源距离的情况下，确定所述测试点的所述地震衰减能量为
其中，j表示所述地震事件，i表示所述测试点，r0为所述断裂半径，r
ij
为所述震源距离，E
jP
为所述纵波能量，E
jS
为所述横波能量，c
P
为所述纵波速度，c
S
为所述横波速度，Q
P
为所述纵波的质量因子，Q
S
为所述横波的质量因子，f为所述地震波的频率，k为常数；在所述断裂半径不大于所述震源距离的情况下，确定所述测试点的所述地震衰减能量为E
ij
＝kE
jP
+kE
jS
。
[0007]可选地，所述地震波的多个特性参数包括：横波能量、纵波能量，获取所述地震事件中的所述断裂半径，包括：计算所述纵波能量和所述横波能量的比值，得到能量比值；确定所述能量比值是否在第二预定范围内；在所述能量比值大于所述第二预定范围的最大值的情况下，确定所述断裂半径为剪切断裂半径；在所述能量比值小于所述第二预定范围的最小值的情况下，确定所述断裂半径为拉伸断裂半径；在所述能量比值在所述第二预定范围内的情况下，确定所述断裂半径为所述剪切断裂半径和所述拉伸断裂半径平方和的平方根。
[0008]可选地，获取所述地震事件中的所述断裂半径，包括：获取剪切应变能、剪切应力、剪切模量、拉伸应变能、拉伸应力以及所述岩体的弹性模量；根据所述剪切应变能、所述剪切应力以及所述剪切模量，确定所述剪切断裂半径为其中，W
s
为所述剪切应变能，G为所述剪切模量，Δτ为所述剪切应力；根据所述拉伸应变能、所述拉伸应力以及所述弹性模量，确定所述拉伸断裂半径为其中，W
t
为所述拉伸应变能，λ为所述弹性模量，Δσ
t
为所述拉伸应力。
[0009]可选地，根据所述地震衰减能量，确定所述测试点的动态载荷指数，包括：根据所述地震衰减能量，确定所述测试点的动态应力为其中，E
ij
为所述地震衰减能量；根据所述动态应力，确定所述动态载荷指数为其中，DSS
max
为预定时间段内所述动态应力的最大值。
[0010]可选地，获取所述测试点的静态载荷指数，包括：获取射线长度和所述地震波的传播时间，所述射线长度为被动速度断层成像中监测区域内所述震源到所述测试点之间的距离；计算所述射线长度与所述传播时间的比值，得到所述地震事件的波速；获取所述被动速度断层成像中所述监测区域内所述波速的最大值和最小值，并确定所述静态载荷指数为其中，c为所述地震事件的所述波速，c
max
和c
min
分别为所述被动速度断层成像中所述监测区域内所述波速的最大值和最小值。
[0011]可选地，至少根据所述静态载荷指数和所述动态载荷指数，确定所述测试点的动静态载荷评估指数，包括：获取所述监测区域内所述动态载荷指数的最大值和最小值；确定所述动静态载荷评估指数为其中，DLI
i
为测试点i的所
述动态载荷指数，DLI
max
和DLI
min
分别为所述监测区域内所述动态载荷指数的最大值和最小值，ω1和ω2分别为所述被动速度断层成像中呈现的静态载荷和所述动态载荷指数呈现的动态载荷的加权系数。
[0012]可选地，根据所述动静态载荷评估指数是否在第一预定范围内，确定所述地震事件的所述岩爆风险等级，包括：在所述动静态载荷评估指数小于所述第一预定范围的最小值的情况下，确定所述地震事件的所述岩爆风险等级为低风险；在所述动静态载荷评估指数在所述第一预定范围内的情况下，确定所述地震事件的所述岩爆风险等级为中风险；在所述动静态载荷评估指数大于所述第一预定范围的最大值的情况下，确定所述地震事件的所述岩爆风险等级为高风险。
[0013]根据本申请的另一方面，提供了一种岩爆风险等级的确定装置，包括获取单元、第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元以及第四确定单元，其中，所述获取单元用于获取监测区域内地震事件中地震波的多个特性参数以及所述地震事件中的断裂半径，所述特性参数用于表征所述地震波的传播特性、所述地震波的衰减特性以及地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩爆风险等级的确定方法，其特征在于，包括：获取监测区域内地震事件中地震波的多个特性参数以及所述地震事件中的断裂半径，所述特性参数用于表征所述地震波的传播特性、所述地震波的衰减特性以及地层机械特性，所述断裂半径为所述地震事件中球形震源引起的圆形的断裂面的半径；根据所述特性参数以及所述断裂半径，确定所述地震事件对应的测试点的地震衰减能量，所述地震衰减能量为所述地震波由震源在岩体中传播至所述测试点时衰减的能量；根据所述地震衰减能量，确定所述测试点的动态载荷指数，所述动态载荷指数用于表征岩体在所述地震事件中的抗震能力；获取所述测试点的静态载荷指数，并至少根据所述静态载荷指数和所述动态载荷指数，确定所述测试点的动静态载荷评估指数，所述静态载荷指数用于表征岩体在所述地震事件中的稳定性；根据所述动静态载荷评估指数是否在第一预定范围内，确定所述地震事件的所述岩爆风险等级。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地震波的多个特性参数包括：横波能量、横波速度、纵波能量、纵波速度、所述地震波的频率、纵波的质量因子以及横波的质量因子，根据所述特性参数以及所述断裂半径，确定所述地震事件对应的测试点的地震衰减能量，包括：计算所述测试点与所述震源的距离，得到震源距离；确定所述断裂半径是否大于所述震源距离；在所述断裂半径大于所述震源距离的情况下，确定所述测试点的所述地震衰减能量为其中，j表示所述地震事件，i表示所述测试点，r0为所述断裂半径，r
ij
为所述震源距离，E
jP
为所述纵波能量，E
jS
为所述横波能量，c
P
为所述纵波速度，c
S
为所述横波速度，Q
P
为所述纵波的质量因子，Q
S
为所述横波的质量因子，f为所述地震波的频率，k为常数；在所述断裂半径不大于所述震源距离的情况下，确定所述测试点的所述地震衰减能量为E
ij
＝kE
jP
+kE
jS
。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地震波的多个特性参数包括：横波能量、纵波能量，获取所述地震事件中的所述断裂半径，包括：计算所述纵波能量和所述横波能量的比值，得到能量比值；确定所述能量比值是否在第二预定范围内；在所述能量比值大于所述第二预定范围的最大值的情况下，确定所述断裂半径为剪切断裂半径；在所述能量比值小于所述第二预定范围的最小值的情况下，确定所述断裂半径为拉伸断裂半径；在所述能量比值在所述第二预定范围内的情况下，确定所述断裂半径为所述剪切断裂半径和所述拉伸断裂半径平方和的平方根。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述地震事件中的所述断裂半径，包括：
获取剪切应变能、剪切应力、剪切模量、拉伸应变能、拉伸应力以及所述岩体的弹性模量；根据所述剪切应变能、所述剪切应力以及所述剪切模量，确定所述剪切断裂半径为其中，W
s
为所述剪切应变能，G为所述剪切模量，Δτ为所述剪切应力；根据所述拉伸应变能、所述拉伸应力以及所述弹性模量，确定所述拉伸断裂半径为其中，W
t
为所述拉伸应变能，λ为所述弹性模量，Δσ
t
为所述拉伸应力。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文，田银素，张传玖，任永强，李果，杨永亮，李宣良，宋小飞，李旺旺，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司，
类型：发明
国别省市：